Том 59, № 2 (2019)

Двадцатидвухлетние данные спутниковых альтиметрических наблюдений используются для анализа структуры и изменчивости поля синоптических возмущений океанских течений в проливе Дрейка и море Скотия. Вейвлет-анализ временных рядов абсолютной динамической топографии поверхности океана в ряде точек в исследуемой области выявил высокую степень статистической нестационарности этих рядов, проявляющейся в относительно небольшой (немногие годы) продолжительности интенсивных колебаний абсолютной динамической топографии поверхности океана, разделенных длительными интервалами слабых колебаний. Анализ синоптических карт абсолютной динамической топографии поверхности океана показал, что периоды сильных колебаний течений обусловлены чередованием в окрестности данной точки эпизодов формирования циклонических и антициклонических вихрей-меандров отдельных струй Антарктического циркумполярного течения, ростом и последующим падением их интенсивности и заключительным слиянием вихрей с материнскими струями. Помимо статистической нестационарности, зафиксирована также большая пространственная изменчивость статистических характеристик синоптических возмущений течений на расстояниях порядка 150–200 км.

Изучена пространственно-временная изменчивость трансформации стока растворенных веществ в эстуарии Мезени по данным комплексных гидролого-гидрохимических исследований 2009 и 2015 гг. Установлено консервативное поведение ионов основного солевого состава и растворенных форм Li, Rb, Cs, Sr, B, F, As, Sb и Mo. Для фосфатов и кремния характерно дополнительное поступление в раствор, достигающее 93 и 32–38% их содержания в речной водной массе, которое связано, по-видимому, с выносом биогенных элементов из поровых вод донных отложений, регулярно взмучивающихся под действием приливов, и вертикальным перемешиванием водной толщи. Десорбционный поток бария и урана из продолжительно контактирующего с осолоненными водами терригенного материала превышает их поступление в составе материкового стока, достигая 180–380 и 90–150% содержания этих элементов в речных водах. До 50, 43, 29, 32, 44, 50 и 45% поступающих с речным стоком Fe, Pb, Y, La, Ce, Pr и Nd, находящихся в форме прочных органических комплексов, при проникновении в морскую среду извлекается из раствора в результате коагуляции коллоидов. Сделан вывод о пространственном единстве и многолетней устойчивости закономерностей трансформации стока растворенных веществ в эстуарии Мезени при сохранении специфических черт миграции растворенных фосфатов, кремния, бария и урана, обусловленных гидрологическими особенностями эстуария.

Приведены данные об углеводородном составе донных отложений акватории, прилегающей к району массовой коттеджной застройки (бухта Казачья, побережье г. Севастополя, Черное море). В результате съемки, проведенной летом 2015 г., в донных осадках определены pH, Eh, натуральная влажность, содержание хлороформ-экстрагируемых веществ, нефтяных углеводородов, нефтепродуктов, полиароматических углеводородов и н-парафинов. Выделены участки с неблагоприятной и умеренно неблагополучной экологической обстановкой. Показано влияние урбанизации побережья на ухудшение состояния донных отложений.

Анализируется пространственная изменчивость продукционных характеристик фитопланктона в Северной Атлантике на разрезах между Шетландскими островами и Исландией (разрез I) и на трансатлантическом разрезе вдоль 59.5° с. ш. (разрез II), выполненных с 30 июня по 16 июля 2013 г. Показано, что содержание хлорофилла “а” на поверхности (Хл0) изменялось более чем на два порядка — от 0.07 до 6.67 мг/м3 (разрез I) и от 0.02 до 3.63 мг/м3 (разрез II). Первичная продукция в столбе воды (ППинт) изменялась от 273 до 1040 (в 3.8 раза) и от 68 до 379 (в 5.6 раза) мгС/м2 в день на разрезах I и II соответственно. Установлено, что пространственная изменчивость Хл0 на разрезе II определялась положением основных поверхностных течений и гидрологических фронтов. Такой вывод сделан на основании достоверной положительной зависимости между Хл0 и зональным градиентом потенциальной температуры (R = 0.43, p < 0.01, N = 65). Ассимиляционная активность фитопланктона на разрезе II определялась содержанием основных биогенных элементов. Этот вывод подтвержден достоверной положительной корреляцией ассимиляционного числа с концентрациями фосфатов (R = 0.58, p < 0.05, N = 76) и растворенного кремния (R = 0.51, p < 0.05, N = 76).

Представления о влиянии геомагнитного поля на эволюцию и биоразнообразие являются спорными. Количественное распределение датировочных уровней океанского микропланктона в течение последних 2.0 млн лет показывает корреляцию с геомагнитными инверсиями. Понижение напряженности поля увеличивает космическое облучение поверхности Земли, что может активизировать мутагенез, ведущий к видообразованию. Кроме того, поскольку выявляется корреляция напряженности геомагнитного поля с составом атмосферы, температурой, климатом, вулканизмом и другими условиями среды, можно предположить его воздействие на эволюционные процессы в составе общего комплекса условий среды. Геомагнитные суперхроны завершались образованием мантийных плюмов, которые приводили к трапповым извержениям и инициировали массовые вымирания организмов в фанерозое. Источники геомагнитного поля, как и плюмообразования, ведущего к трапповому вулканизму, находятся у границ внутренних сфер Земли, что объясняет их корреляцию. А их корреляция с импакт-событиями как с одной из причин вымираний может быть объяснена общей космической первопричиной, находящейся вне Солнечной системы.

Показано отчетливое различие проявлений плюмового вулканизма на океанической и континентальной плитах. Специфической характеристикой континентальной обстановки является свойственная только ей генерация ультраосновных щелочных расплавов серии кимберлит-мелилитит-карбонатит, повторяющаяся неоднократно в истории Земли. Главной причиной возникновения разнообразного вулканизма в Южной Атлантике и в Африке являлась аккумуляция C, H, F, K, Na и других элементов у основания субконтинентальной литосферы под влиянием Африканского суперплюма. Накопления щелочных и летучих компонентов не происходит на океанической плите. Взаимодействие щелочно-карбонатных флюидов с мантийными перидотитами под континентальной плитой большой мощности приводило к их метасоматическому преобразованию и выплавлению низкокремнистых, насыщенных СО2 магм в глубинных условиях и более обогащенных кремнеземом базальтовых магм — на меньших глубинах. Выплавление глубинных расплавов семейства кимберлит-мелилитит-карбонатит, аномально обогащенных редкими элементами-примесями, контролируется режимом давления СО2. Состав базальтовых расплавов в значительной мере зависит от тектонических условий образования.

Предложена модель искусственного пляжа для защиты берегов, испытывающих размыв под действием значительных штормовых нагонов. Свойства профиля пляжа трактуются на основе концепции профиля равновесия Дина. Показано, что использование более крупного песка ведет к увеличению общей ширины пляжа, но требует большего объема материала. Вместе с тем при увеличении крупности песка и протяженности пляжа уменьшаются относительные потери материала, обусловленные вдольбереговым переносом. Применение модели к трем участкам размывающихся берегов Курортного района Санкт-Петербурга (восточная часть Финского залива) позволяет рекомендовать для строительства пляжей среднезернистый песок 0.3–0.5 мм. Ширина надводной части пляжа в этом случае должна составить 80–140 м, а объемы отсыпки – (1.3÷3.2)×102 м3 на метр длины берега в зависимости от величины дефицита наносов на данном участке. Для уменьшения относительных потерь материала целесообразно строить пляж протяженностью не менее 1 км, что позволит сохранить более половины его первоначального объема даже через 30 лет. Моделирование воздействий экстремального шторма показывает, что проектные профили пляжа испытывают лишь небольшие деформации и способны сохранять свой ресурс в течение многих лет.

Новые геолого-геофизические данные были получены во время рейса SO258 НИС «Зонне» в восточной части Индийского океана в 2017 году. Работы проводились в рамках проекта INGON, главные участники которого — Центр морских исследований ГЕОМАР (Киль) и Институт полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Бремерхафен). На трех участках в районе Хребта 85-го градуса и в районе Восточно-Индийского хребта была проведена съемка с многолучевым эхолотом и сейсмопрофилографом, а также выполнено 39 драгировочных станций. В статье описываются первые результаты.

Приводится информация об океанографических исследованиях 1980–90 гг. в области распространения антарктических льдов, в том числе по программе «Международные исследования океанографии антарктической зоны — iAnZone», своеобразным венцом которых стала зимняя советско-американская экспедиция «Дрейфующая станция “Уэдделл-1”(Ice Station Weddell-1)» с участием НЭС «Академик Фёдоров», американского ледокола «Натаниель Палмер» и дрейфующей станции (3.02.92–9.06.92). Впервые были определены структура циркуляции и водных масс в труднодоступной части круговорота Уэдделла, установлены параметры западного пограничного течения круговорота и донных вод, поступающих с шельфа.

С 14 по 28 декабря 2017 г. в центральной части Черного моря в пределах исключительной экономической зоны Российской Федерации проводилась совместная межведомственная комплексная океанологическая экспедиция на борту НИС «Профессор Водяницкий». Основная цель экспедиции — исследование особенностей гидрологической, гидрохимической, гидрооптической и гидробиологической структуры вод Черного моря в зимний период, а также сбор материала для изучения седиментационной системы моря, позволяющего оценить современные потоки вещества в толще воды, темпы его осаждения на дно и биогеохимические процессы, протекающие в воде и донных осадках.